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在矿山开采致生态功能退化的背景下，研究人员开展生物炭对退化采石场土壤微生物群落和植物生长影响的研究。结果显示生物炭对不同植物生长影响不同，还改善了土壤养分和细菌丰富度。这为生态修复提供了新途径。
在城市建设飞速发展的今天，对花岗岩资源的需求日益增长，大量采石场应运而生。然而，这些采石场在开采结束后，却留下了满目疮痍的景象：岩石裸露、土壤浅薄、植被稀疏，生态功能严重退化。以往的生态修复手段，比如单一物种种植，效果并不理想，主要原因在于土壤养分匮乏和保水能力差，而且过去的修复工作还常常忽视土壤微生物群落的重要性。土壤微生物群落可是陆地生态系统稳定和功能维持的关键因素，像酸杆菌（Acidobacteria）、放线菌（Actinobacteria）等菌群，在养分循环和有机物分解中发挥着重要作用，它们就像生态系统的 “隐形卫士”，默默守护着土壤健康 。但在采石场这样极端恶劣的环境下，微生物活动受限，生态修复困难重重。
为了解决这些难题，来自国内的研究人员开展了一项意义重大的研究。他们聚焦于生物炭（biochar）在生态修复中的作用，想探究生物炭能否改善土壤微生物群落，促进植物生长。研究人员选择了香港屯门的蓝地采石场作为研究地点，这里属于亚热带气候，年降水量和气温都有一定特点。他们挑选了两种适应亚热带气候的本土植物 —— 黧蒴锥（Castanopsis fissa）和短尾柯（Cyclobalanopsis edithiae），让它们在有生物炭和无生物炭的环境下生长，时间长达两年。同时，运用高通量测序技术研究生物炭对土壤细菌群落结构的影响，借助分子生态网络探索细菌群落的复杂性，还通过冗余分析来揭示土壤性质与细菌群落之间的关系。
研究结果令人眼前一亮。在植被生长方面，生物炭对不同植物的影响差异明显。黧蒴锥在添加生物炭的土壤中生长态势良好，两年后株高至少增加了 20%，而短尾柯对生物炭的反应在统计学上并不显著，这表明生物炭的效果具有物种依赖性。在土壤养分方面，生物炭发挥了积极作用，它提高了土壤中磷、钾等养分的有效性，让土壤变得更加肥沃。土壤细菌群落也受到了生物炭的影响，细菌丰富度至少提高了 2% ，但 α- 多样性却降低了 7%，这意味着生物炭选择性地刺激了有益微生物的生长。通过网络分析发现，细菌网络的复杂性增加，节点和边分别上升了 2% 和 28%，这加强了微生物群落之间物质、信息和能量的交换，有助于提升生态系统的功能。
从研究结论来看，生物炭在改善土壤养分、促进植物生长和提高细菌丰富度方面效果显著，展现出其作为一种可持续工具在受损场地生态功能恢复中的巨大潜力。这一研究成果发表在《Applied Soil Ecology》上，为生态修复领域提供了新的思路和方法，对指导实际的生态修复工作具有重要意义。它让人们认识到，生物炭或许是打开采石场生态修复大门的一把 “金钥匙”，为未来的生态保护和修复工作点亮了一盏明灯。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是选择香港蓝地采石场作为样本来源，开展实地试验；二是采用高通量测序技术，分析土壤细菌群落结构；三是构建分子生态网络，探究细菌群落的复杂性；四是进行冗余分析，明确土壤性质与细菌群落的关系。
研究结果具体如下：
- 植被生长变化：总体而言，两种本土植物的株高随时间增加。添加生物炭的土壤中，黧蒴锥株高明显高于未添加生物炭的土壤，但生物炭对短尾柯的影响因修复时间而异。这表明生物炭对不同植物生长的促进作用存在差异，具有物种特异性。
- 土壤养分变化：生物炭降低了土壤 pH 值，幅度达 15%。当生物炭与植被共同作用时，显著提高了土壤养分含量，增强了土壤肥力，为植物生长提供了更有利的土壤环境。
- 土壤细菌群落变化：生物炭提高了土壤细菌丰富度，同时降低了 α- 多样性。网络分析显示，细菌网络复杂性增加，节点和边增多，这意味着生物炭促进了微生物群落间的相互作用，有助于生态系统功能的改善。
综上所述，该研究明确了生物炭在退化采石场生态修复中的作用。生物炭对不同植物生长的影响不同，还能改善土壤养分和细菌群落结构。这不仅为生态修复提供了理论依据，也为实际应用生物炭修复受损生态系统提供了有力支持，推动了生态修复领域的发展。
